《仪器分析》思考题与习题答案

千里之行，始于足下让知识带有温度。第第2页/共2页精品文档推荐《仪器分析》思考题与习题答案其次章电化学分析法

1．电极电位是否是电极表面与电解质溶液之间的电位差？单个电极的电位能否测量？

答：电极电位是电极表面与电解质溶液之间的电位差.就目前为止,单个电极的电位不能测量.

2.用离子挑选性电极测定离子活度时，若使用标准加入法，试用一种最容易办法求出电极响应的实际斜率。

答：标准加入法

3.按照1976年国际纯粹与应用化学联合会（UPAC）推举，离子挑选性电极可分为几类？请举例说明。

答：三类:晶体膜电极；.非晶体膜电极；敏化电极；

4.电极电位和电池电动势有何不同？

答：电池电动势等于阴极电极电位减去阳极电极电位

5.简述普通玻璃电极的构造和作用原理。

答：玻璃电极下端是由特别成分的玻璃吹制而成的球状薄膜，膜的厚度为30~100μm。玻璃管内装有pH值为一定的内参比溶液，通常为0.1mol/LHCl溶液，其中插入Ag-AgCl电极作为内参比电极。敏感的玻璃膜是电极对H+，Na+，K+等产生电位响应的关键。它

的化学组成对电极的性质有很大的影响。石英是纯SiO2结构，它没有可供离子交换的电荷点，所以没有响应离子的功能。当加入Na2O后就成了玻璃。它使部分硅－氧键断裂，生成固定的带负电荷的硅－氧骨架，正离子Na+就可能在骨架的网络中活动。电荷的传导也由Na+来担任。当玻璃电极与水溶液接触时，本来骨架中的Na+与水中H+发生交换反应，形成水化层。即

++-++-+=+NaHGHNaG上式中，G代表玻璃骨架。由图可知，在水中浸泡后的玻璃膜由三部分组成，即两个水化层和一个干玻璃层。在水化层中，因为硅氧结构与H+的键合强度远远大于它与钠离子的强度，在酸性和中性溶液中，水化层表面钠离子点位基本上全被氢离子所占有。在水化层中H+的蔓延速度较快，电阻较小，由水化层到干玻璃层，氢离子的数目渐次削减，钠离子数目相应地增强。

6.计算[OH–]=0.05mol/L，p(O2)=1.0×103Pa时，氧电极的电极电势，已知O2+2H2O+4e=4OH–，φθ=0.40V。

解：按照能斯特方程

()ln(Re)

RTaOxnFadθ??=+代入数据计算得=0.438V

7.试从有关电对的电极电势，如θ（Sn2+/Sn）、θ（Sn4+/Sn2+）及θ（O2/H2O），说明为什么常在SnCl2溶液加入少量纯锡粒以防止Sn2+被空气中的氧所氧化？

答：θ值较大的电对中的氧化态物质能和θ值较小的电对中的还原态物质反应。所以在SnCl2溶液加入少量纯锡粒以防止Sn2+被空气中的氧所氧化

8.下列电池反应中，当[Cu2+]为何值时，该原电池电动势为零

Ni(s)+Cu2+(aq)→Ni2+（1.0mol/L）+Cu(s)

答：(+)=φθ(Cu2+/Cu)+(0.0592/2)lgc(Cu2+)=0.3402+(0.0592/2)lgc(Cu2+)

(-)=θ(Ni2+/Ni)=-0.23V

E=(+)-(-)=0即0.3402+(0.0592/2)lgc(Cu2+)=-0.23

所以c(Cu2+)=4.6910-20

9.下列说法是否正确？

（1）电池正极所发生的反应是氧化反应；

（2）θ值越大则电对中氧化态物质的氧化能力越强；

（3）θ值越小则电对中还原态物质的还原能力越弱；

（4）电对中氧化态物质的氧化能力越强则其还原态物质的还原能力越强。

答：正确的是(2)

10.由标准钴电极和标准氯电极组成原电池，测得其电动势为1.63V，此时钴电极为负极。现已知氯的标准电极电势为+1.36V，问：

（1）此电池反应的方向如何？

解：氯被还原，钴被氧化

（2）钴标准电极的电极电势是多少（不查表）？

解：-0.27V

（3）当氯气的压力增大或减小时，电池的电动势将发生怎样的变化？

答：当氯气的压力增大，电池的电动势增大

（4）当Co2+离子浓度降低到0.1mol/L时，电池的电动势将如何变化？

答：电池的电动势增大

11.下述电池中溶液，pH=9.18时，测得电动势为0.418V，若换一个未知溶液,测得电动势为0.312V，计算未知溶液的pH值。

玻璃电极)(Hxsaa或+饱和甘汞电极

答：按照pH的有用定义公式:F

/RT.EE3032sxpHspHx-+=,代入数据得pH=7.39

12.将ClO4－离子挑选性电极插入50.00mL某高氯酸盐待测溶液，与饱和甘汞电极(为负极)组成电池，测得电动势为358.7mV；加入1.00mL、0.0500mol／LNaClO4标准溶液后，电动势变成346.1mV。求待测溶液中ClO4－浓度。

答：按照/0.059(101)ss

xnExcVcV±?=-，代入数据

Cx=1.5010-3mol/L

13.将钙离子挑选电极和饱和甘汞电极插入100.00mL水样中，用直接电位法测定水

样中的Ca2+。25℃时，测得钙离子电极电位为-0.0619V(对SCE)，加入0.0731mol/L的Ca(NO3)2标准溶液1.00mL，搅拌平衡后，测得钙离子电极电位为-0.0483V(对SCE)。试计算原水样中的Ca2+浓度？

答：由标准加入法计算公式

S=0.059/2

Δc=(Vscs)/Vo=1.00×0.0731/100

ΔE=－0.0483－(－0.0619)=0.0619－0.0483=0.0136V

cx＝Δc(10ΔE/s－１)－1＝7.31×10－4（100.461－１)－1

＝7.31×10－4×0.529＝3.87×10－4mol/L

试样中Ca2+的浓度为3.87×10－4mol/L。

14.下表是用0.1250mol／LNaOH溶液电位滴定50.00mL某一元弱酸的数据。

（1）绘制滴定曲线；（2）从滴定曲线上求出滴定尽头的pH值；（3）计算弱酸的浓度。答：按照已知数据绘制滴定曲线，（1）（2）略,当体积为40.00mL时，达到滴定尽头，pH为8.25

（3）一元弱酸浓度计算如下：

C样=（CV）NaOH/V样=0.125040.00/50.00=0.1mol/L

15.测定尿中含钙量，常将24h尿样浓缩到较小的体积后，采纳KMnO4间接法测定。假如滴定生成的CaC2O4需用0.08554mol／LKMnO4溶液27.50mL完成滴定，计算24h尿样钙含量。

答：Ca2++C2O42-→CaC2O4

n(MnO4-)=2/5n(C2O42-)=)(2)(5CaMCamm(Ca)=2

5

c(MnO4-)V(MnO4-)M(Ca)=25

0.0855427.5010-3

40.08=0.2357g

第三章极谱与伏安分析法

1.在极谱分析中干扰电流有哪些？如何消退？

答：（1）残余电流：电解电流是因为残留在溶液中的的氧和易还原的微量杂质引起的，如溶解在水中的微量氧气、及水和试剂中存在的极微量的金属离子（如铜、铁离子等），都可以引起残余电流。当使用的水和试剂都很纯时，电解电流是很极小的，因此在分析微量组分时，要非常注重水和试剂的纯度。

（2）迁移电流：迁移电流的大小与被测离子的浓度之间无一定的比例关系，干扰被测离子的测定，所以必需消退。消退的方法是在试液中加入大量的强电解质，例如KCl，它在

2+2+424

222MnO+5CO+16H2Mn10CO8HO--=++

溶液中电离成为大量的正、负离子，正极的静电引力对溶液中全部的负离子都有作用，负极的静电引力对溶液中全部的正离子都有作用，簇拥了静电引力对被测离子的作用力，使到微量被测离子的静电引力大大削弱，从而消退了迁移电流的影响。

（3）极谱极大：抑制极大的最常用的办法是在测定溶液中加入少量的表面活性物质，如动物胶、聚乙烯醇或TritonX-100等，就可抑制极大而得到正常的极谱波。这些表面活性物质被称为极大抑制剂。应当注重，加入的抑制剂的用量要少，例如加入的动物胶的量普通不超过0.01﹪，否则，会降低蔓延系数，影响蔓延电流，甚至会引起极谱波的变形。

（4）氧波：除氧办法有以下两种:

①通入对极谱分析无干扰的惰性气体。

普通可将N2、H2、或CO2通入溶液中约10min达到除氧目的。N2和H2可用于全部溶液，而CO2只能用于酸性溶液。

②化学法除氧。

例如，在中性或碱性溶液中，可加入SO32ˉ除去溶液中的溶解氧；在pH为3.5～8.5的溶液中，可加入抗坏血酸除氧；在强酸性溶液中,可加入Na2CO3产生CO2；加入纯铁粉或硫酸亚铁产生H2以除氧。

（5）氢波：在中性或碱性溶液中，氢离子浓度大为降低，氢离子在更负的电位下才开头还原，因此氢波的干扰作用大大削减。

（6）前波：最常碰到的前波干扰有铜(Ⅱ)波和铁(Ⅲ)波。铜(Ⅱ)波的消退可以用电解法或化学法将铜分别出去；在酸性溶液中，可加入铁粉将二价铜还原为金属铜析出。铁(Ⅲ)波的消退可在酸性溶液中加入铁粉、抗坏血酸或羟胺等还原剂将三价铁还原为二价铁，或在碱性溶液中使三价铁生成氢氧化铁沉淀从而消退干扰。

（7）叠波：普通可实行如下办法消退叠波干扰：

①加入适当的络合剂，转变极谱波的半波电位使波分开。

②采纳适当的化学办法除去干扰物质，或转变价态达到消退干扰目的。

2.残余电流产生的缘由是什么？它对极谱分析有什么影响？

答：在极谱分析中，外加电压虽未达到待测物质的分解电位，但仍有一极小电流通过溶液，这种电流称为残余电流。

3.在极谱分析中影响蔓延电流的主要因素有哪些？测定中如何注重这些影响因素？

答：温度的影响；溶液组成的影响；毛细管特性的影响

4.极谱分析用作定量分析的依据是什么？有哪几种定量办法？如何举行？

答：从尤考维奇（Ilkovic）方程式可知，当其他各项因素不变时，极限蔓延电流与被测物质的浓度成正比，这是极谱定量分析的基础。

定量办法有直接比较法；工作曲线法；标准溶液加入法

5.容易金属离子的极谱波方程式在极谱分析中有什么有用意义？

答：半波电位可按照极谱波方程式用作图法求得，按照对数图，不但可以精确     测量半波电位，而且可